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泡沫铝填充金属薄壁管复合结构的研究进展
被引量：
11
1
作者
杨旭东
许佳丽
+2 位作者
邹田春
赵乃勤
纵荣荣
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第21期3637-3643,共7页
泡沫铝由于具有出色的力学、电学、热力学性能而被人们广泛关注和应用。为了拓展泡沫铝的应用领域,研究者在制备高性能的铝基复合泡沫方面付出了大量的努力。研究表明,通过添加不同种类增强体制备复合泡沫的方法虽然可以提高复合泡沫的...
泡沫铝由于具有出色的力学、电学、热力学性能而被人们广泛关注和应用。为了拓展泡沫铝的应用领域,研究者在制备高性能的铝基复合泡沫方面付出了大量的努力。研究表明,通过添加不同种类增强体制备复合泡沫的方法虽然可以提高复合泡沫的强度,但是会引起各种不同的问题。例如,硬质陶瓷颗粒(SiC颗粒、Al 2O 3颗粒等)作为增强体可以提高复合泡沫的抗压强度,但是会增强材料的脆性;纤维和晶须这种二维增强相可以在一定程度上降低增强体带来的脆性,但是仍存在增强体难以均匀分布、处理方法繁琐且界面反应控制较难等问题。因此,无论是泡沫铝还是复合泡沫,都鲜有单独使用的情况,多数情况下是与其他强度较高的部件组合成复合构件使用,例如泡沫铝夹芯板、泡沫铝填充金属薄壁管等复合结构。泡沫铝填充金属薄壁管复合结构是将泡沫铝芯材通过多种方式填入薄壁金属管中并实现二者的有效连接而组成的特殊结构。目前实现填充的方法可分为外加填充法与原位制备法。泡沫铝填充金属薄壁管结构不仅具有优异的吸能特性和阻尼性能,还具有一定的韧性和较高的独立承载能力。作为一种新型的复合结构,泡沫铝填充金属薄壁管在减震吸能、吸声降噪等方面的潜在优势极其引人关注。尤其是泡沫铝填充金属薄壁管复合结构在汽车制造业领域具有的巨大应用潜力和广阔应用前景引起了研究者们的重视。相较于传统的减震吸能结构,泡沫铝填充金属薄壁管在汽车制造业领域中的应用具有三大优势:(1)在不削减车身强度的情况下极大减轻车身的质量,减少汽车的油耗及尾气排放;(2)在受到撞击时依靠自身塑性变形吸收绝大部分碰撞能量并及时将冲击分散到车身主体上,避免局部集中变形过大对车内乘客造成伤害,充分保证车内人员的人身安全;(3)回弹变形很小,可以有效避免事故中人体受到二次伤害。目前复合结构最为常见的应用是作为汽车的保险杠、副车架、前纵梁等防撞吸能部件,在降低生产成本的同时也提高了汽车的安全系数。本文介绍了泡沫铝填充金属管复合结构的主要制备方法和性能特点,阐述了国内外对该种复合结构的研究现状,并对其未来的研究方向进行了展望。
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关键词
泡沫铝
薄壁管
复合结构
压缩性
能吸能性能
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职称材料
氢化钛预氧化处理和发泡温度对Al-7Si闭孔泡沫铝泡孔结构的影响
被引量：
5
2
作者
杨旭东
谢明睿
+1 位作者
邹田春
纵荣荣
《材料工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第8期111-119,共9页
采用粉末冶金快速发泡法制备Al-7Si闭孔泡沫铝,研究使用高导热发泡模具后制备工艺参数对泡沫铝膨胀率、孔隙率、泡孔个数与孔径的影响。结果表明:在450-550℃时对氢化钛预氧化处理1 h可细化颗粒尺寸,提高氢化钛开始分解温度和最大分解...
采用粉末冶金快速发泡法制备Al-7Si闭孔泡沫铝,研究使用高导热发泡模具后制备工艺参数对泡沫铝膨胀率、孔隙率、泡孔个数与孔径的影响。结果表明:在450-550℃时对氢化钛预氧化处理1 h可细化颗粒尺寸,提高氢化钛开始分解温度和最大分解速率温度。过度预氧化处理会导致氢化钛释气量下降,获得的试样膨胀率较低。发泡温度的提高有助于提高泡沫铝膨胀率和泡孔个数,对孔隙率和平均孔径影响较小,但温度过高会使得试样顶部低圆度裂纹状泡孔分布范围增加。发泡模具的使用有助于约束膨胀方向,提高冷却过程中孔径均匀程度。粉末冶金快速发泡法可获得均匀泡孔结构泡沫铝。采用450℃预处理90 min的氢化钛作为发泡剂,发泡温度为720℃,发泡时间为160 s时可获得孔隙率为78.1%,孔径为(2.29±0.8)mm,并具有最优泡孔结构的泡沫铝材料。
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关键词
氢化钛预氧化处理
发泡温度
粉末冶金快速发泡法
闭孔泡沫铝
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职称材料
泡沫铝疲劳性能研究进展
3
作者
杨旭东
刘冠甫
+3 位作者
胡琪
邹田春
沙军威
纵荣荣
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期120-124,共5页
泡沫铝因其出色的力学、电学、热力学性能而被人们广泛关注和应用。目前,对泡沫铝的研究主要集中在准静态以及高应变率单轴压缩性能上。然而,随着泡沫铝应用环境的复杂化,其在服役过程中承受循环载荷的情况不可避免。因此,充分了解泡沫...
泡沫铝因其出色的力学、电学、热力学性能而被人们广泛关注和应用。目前,对泡沫铝的研究主要集中在准静态以及高应变率单轴压缩性能上。然而,随着泡沫铝应用环境的复杂化,其在服役过程中承受循环载荷的情况不可避免。因此,充分了解泡沫铝的疲劳性能以及承受循环加载时的失效机理对其在工程中的进一步应用具有重大意义。根据疲劳试验时加载方式的不同,可将泡沫铝的疲劳分为压-压疲劳、拉伸疲劳两种。由于泡沫铝内部结构不规则,试样个体间差异较大,其疲劳性能离散性明显,因此对疲劳寿命、疲劳强度等参数的定义方式也不尽相同。此外,学者们针对泡沫铝疲劳性能的影响因素展开了一系列研究,并取得了一定成果。目前被广泛认可的泡沫铝疲劳性能的影响因素包括:泡孔结构与形貌、试样尺寸、基体与增强相材料以及热处理等,深入了解影响疲劳性能的因素有助于提高泡沫铝在复杂应用环境下的疲劳寿命与疲劳强度。由于试样结构与研究方法的局限性,目前对于泡沫铝疲劳失效机制的分析尚未得出统一结论,针对其疲劳裂纹扩展方式的研究报道相对较少。研究者们多从疲劳应变-循环次数曲线及内部缺陷等方面入手来分析泡沫铝的失效机理。本文综合分析国内外文献并结合笔者课题组工作,针对泡沫铝疲劳性能研究中的一些关键问题进行了论述。重点介绍了压-压疲劳、拉伸疲劳两种不同疲劳载荷加载方式下泡沫铝的疲劳性能,包括疲劳寿命、疲劳强度以及应力水平等参数的定义方式;讨论了不同因素对泡沫铝疲劳性能的影响,提出通过减小泡孔尺寸和优化泡孔结构均匀性等方法来改善其疲劳性能。此外,从宏观、微观角度出发,对泡沫铝的疲劳失效机理进行了分析讨论。
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关键词
泡沫铝
疲劳性能
微观结构
失效机理
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职称材料
题名
泡沫铝填充金属薄壁管复合结构的研究进展
被引量：
11
1
作者
杨旭东
许佳丽
邹田春
赵乃勤
纵荣荣
机构
中国民航大学中欧航空
工程
师学院
天津
大学材料科学与
工程
学院
中国民航大学适航学院
天津金力研汽车工程技术有限公司
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第21期3637-3643,共7页
基金
天津市教委科研计划项目(2018KJ255)~~
文摘
泡沫铝由于具有出色的力学、电学、热力学性能而被人们广泛关注和应用。为了拓展泡沫铝的应用领域,研究者在制备高性能的铝基复合泡沫方面付出了大量的努力。研究表明,通过添加不同种类增强体制备复合泡沫的方法虽然可以提高复合泡沫的强度,但是会引起各种不同的问题。例如,硬质陶瓷颗粒(SiC颗粒、Al 2O 3颗粒等)作为增强体可以提高复合泡沫的抗压强度,但是会增强材料的脆性;纤维和晶须这种二维增强相可以在一定程度上降低增强体带来的脆性,但是仍存在增强体难以均匀分布、处理方法繁琐且界面反应控制较难等问题。因此,无论是泡沫铝还是复合泡沫,都鲜有单独使用的情况,多数情况下是与其他强度较高的部件组合成复合构件使用,例如泡沫铝夹芯板、泡沫铝填充金属薄壁管等复合结构。泡沫铝填充金属薄壁管复合结构是将泡沫铝芯材通过多种方式填入薄壁金属管中并实现二者的有效连接而组成的特殊结构。目前实现填充的方法可分为外加填充法与原位制备法。泡沫铝填充金属薄壁管结构不仅具有优异的吸能特性和阻尼性能,还具有一定的韧性和较高的独立承载能力。作为一种新型的复合结构,泡沫铝填充金属薄壁管在减震吸能、吸声降噪等方面的潜在优势极其引人关注。尤其是泡沫铝填充金属薄壁管复合结构在汽车制造业领域具有的巨大应用潜力和广阔应用前景引起了研究者们的重视。相较于传统的减震吸能结构,泡沫铝填充金属薄壁管在汽车制造业领域中的应用具有三大优势:(1)在不削减车身强度的情况下极大减轻车身的质量,减少汽车的油耗及尾气排放;(2)在受到撞击时依靠自身塑性变形吸收绝大部分碰撞能量并及时将冲击分散到车身主体上,避免局部集中变形过大对车内乘客造成伤害,充分保证车内人员的人身安全;(3)回弹变形很小,可以有效避免事故中人体受到二次伤害。目前复合结构最为常见的应用是作为汽车的保险杠、副车架、前纵梁等防撞吸能部件,在降低生产成本的同时也提高了汽车的安全系数。本文介绍了泡沫铝填充金属管复合结构的主要制备方法和性能特点,阐述了国内外对该种复合结构的研究现状,并对其未来的研究方向进行了展望。
关键词
泡沫铝
薄壁管
复合结构
压缩性
能吸能性能
Keywords
aluminum foam
thin-walled tube
composite structure
compression properties
energy absorption properties
分类号
TG146.2 [金属学及工艺—金属材料]
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职称材料
题名
氢化钛预氧化处理和发泡温度对Al-7Si闭孔泡沫铝泡孔结构的影响
被引量：
5
2
作者
杨旭东
谢明睿
邹田春
纵荣荣
机构
中国民航大学中欧航空
工程
师学院
中国民航大学适航学院
天津金力研汽车工程技术有限公司
出处
《材料工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第8期111-119,共9页
基金
中央高校基本科研业务费中国民航大学专项(3122020083)。
文摘
采用粉末冶金快速发泡法制备Al-7Si闭孔泡沫铝,研究使用高导热发泡模具后制备工艺参数对泡沫铝膨胀率、孔隙率、泡孔个数与孔径的影响。结果表明:在450-550℃时对氢化钛预氧化处理1 h可细化颗粒尺寸,提高氢化钛开始分解温度和最大分解速率温度。过度预氧化处理会导致氢化钛释气量下降,获得的试样膨胀率较低。发泡温度的提高有助于提高泡沫铝膨胀率和泡孔个数,对孔隙率和平均孔径影响较小,但温度过高会使得试样顶部低圆度裂纹状泡孔分布范围增加。发泡模具的使用有助于约束膨胀方向,提高冷却过程中孔径均匀程度。粉末冶金快速发泡法可获得均匀泡孔结构泡沫铝。采用450℃预处理90 min的氢化钛作为发泡剂,发泡温度为720℃,发泡时间为160 s时可获得孔隙率为78.1%,孔径为(2.29±0.8)mm,并具有最优泡孔结构的泡沫铝材料。
关键词
氢化钛预氧化处理
发泡温度
粉末冶金快速发泡法
闭孔泡沫铝
Keywords
pre-oxidation treatment of TiH 2
foaming temperature
powder metallurgy rapid foaming method
closed-cell aluminum foam
分类号
TG146.2 [金属学及工艺—金属材料]
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职称材料
题名
泡沫铝疲劳性能研究进展
3
作者
杨旭东
刘冠甫
胡琪
邹田春
沙军威
纵荣荣
机构
中国民航大学中欧航空
工程
师学院
中国民航大学适航学院
天津
大学材料科学与
工程
学院
天津金力研汽车工程技术有限公司
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期120-124,共5页
基金
天津市科技计划项目(20YDTPJC01600)
中央高校基本科研业务费中国民航大学专项(3122020083)。
文摘
泡沫铝因其出色的力学、电学、热力学性能而被人们广泛关注和应用。目前,对泡沫铝的研究主要集中在准静态以及高应变率单轴压缩性能上。然而,随着泡沫铝应用环境的复杂化,其在服役过程中承受循环载荷的情况不可避免。因此,充分了解泡沫铝的疲劳性能以及承受循环加载时的失效机理对其在工程中的进一步应用具有重大意义。根据疲劳试验时加载方式的不同,可将泡沫铝的疲劳分为压-压疲劳、拉伸疲劳两种。由于泡沫铝内部结构不规则,试样个体间差异较大,其疲劳性能离散性明显,因此对疲劳寿命、疲劳强度等参数的定义方式也不尽相同。此外,学者们针对泡沫铝疲劳性能的影响因素展开了一系列研究,并取得了一定成果。目前被广泛认可的泡沫铝疲劳性能的影响因素包括:泡孔结构与形貌、试样尺寸、基体与增强相材料以及热处理等,深入了解影响疲劳性能的因素有助于提高泡沫铝在复杂应用环境下的疲劳寿命与疲劳强度。由于试样结构与研究方法的局限性,目前对于泡沫铝疲劳失效机制的分析尚未得出统一结论,针对其疲劳裂纹扩展方式的研究报道相对较少。研究者们多从疲劳应变-循环次数曲线及内部缺陷等方面入手来分析泡沫铝的失效机理。本文综合分析国内外文献并结合笔者课题组工作,针对泡沫铝疲劳性能研究中的一些关键问题进行了论述。重点介绍了压-压疲劳、拉伸疲劳两种不同疲劳载荷加载方式下泡沫铝的疲劳性能,包括疲劳寿命、疲劳强度以及应力水平等参数的定义方式;讨论了不同因素对泡沫铝疲劳性能的影响,提出通过减小泡孔尺寸和优化泡孔结构均匀性等方法来改善其疲劳性能。此外,从宏观、微观角度出发,对泡沫铝的疲劳失效机理进行了分析讨论。
关键词
泡沫铝
疲劳性能
微观结构
失效机理
Keywords
aluminum foams
fatigue properties
microstructure
failure mechanism
分类号
TB331 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
泡沫铝填充金属薄壁管复合结构的研究进展
杨旭东
许佳丽
邹田春
赵乃勤
纵荣荣
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
11
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职称材料
2
氢化钛预氧化处理和发泡温度对Al-7Si闭孔泡沫铝泡孔结构的影响
杨旭东
谢明睿
邹田春
纵荣荣
《材料工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
泡沫铝疲劳性能研究进展
杨旭东
刘冠甫
胡琪
邹田春
沙军威
纵荣荣
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
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职称材料
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